Какво представлява откритият в момента активатор на теломераза - циклоастраганол?

През 1985 г. Greider et al. пръв открива теломераза и този новооткрит ензим може да добавя ДНК повторения към краищата на хромозомите, за да поддържа дължината на теломерите. Теломеразата е рибонуклеопротеинов комплекс, чието каталитично ядро ​​включва TERT и TERC, от които TERT е ключът към регулирането на теломеразната активност. Дължината на теломерите продължава да се скъсява, докато клетките се делят. Когато достигне критична стойност, той индуцира сигнали за увреждане на ДНК, което води до скъсен клетъчен цикъл и серия от заболявания на тъканна недостатъчност, характеризиращи се с къси теломери.

През 2010 г. американската компания Geron си сътрудничи с Хонконгския университет за наука и технологии в изследователски проект за скрининг на активатори на теломераза. Установено е, чециклоастраганолможе да активира активността на теломеразата и да предизвика удължаване на теломерите. Това откритие активно насърчава развитието на теломеразни активатори. Напредък на научните изследвания и свързаното с тях разработване на продукти за алкохол от астрагал. Циклоастрагенолът (CAG) в момента е единственият докладван активатор на теломераза сред природните продукти. Той може ефективно да се бори със скъсяването на теломерите и има анти-стареене, анти-апоптоза, анти-фиброза, имунна регулация, насърчаване на клетъчната пролиферация и заздравяването на рани и др. Фармакологични ефекти, като по този начин има потенциални терапевтични ефекти върху заболявания, свързани с дисфункция на теломерите.

Циклоастрагенол и стареене

теломери
Теломерите са специални структури в краищата на хромозомите, които защитават хромозомите и се скъсяват с хромозомна репликация и клетъчно делене. Клетките също стареят, тъй като теломерите се скъсяват.

теломераза
Теломеразата може да синтезира теломери, за да стабилизира дължината и структурата на теломерите, като по този начин защитава хромозомите и забавя клетъчното стареене.

Анти-стареене: активатор на теломераза, който има ефект против стареене чрез увеличаване на теломераза и по този начин забавя скъсяването на теломерите.

Теломерите са капачки, разположени в краищата на клетъчните хромозоми, които ги предпазват от увреждане по време на клетъчното делене. Тъй като клетките продължават да се делят, теломерите продължават да се скъсяват, достигайки критична точка, в която клетките стареят или умират. Теломеразата може да удължи дължината на теломерите и продължителността на живота на клетките естествено ще се увеличи съответно.

Стареенето е неизбежна част от живота; въпреки това изследователите изучават различни лечения, за да се опитат да избегнат някои от ефектите на стареенето, включително изучаване на сенолитици. Сенолитиците са съединения, които елиминират стареещите (стареещи) клетки и е доказано, че намаляват ефектите от стареенето. Ново проучване предполага, че циклоастраганолът има ефект против стареене.

Проучването от Китай и публикувано в International Journal of Molecular Sciences се фокусира върху стареещи човешки клетки и мишки с индуцирано от радиация стареене. Циклоастрагенолът намалява стареещите клетки, без да засяга нестареещите клетки. Лечението с циклоастрагенол също намалява протеините в стареещите клетки, които са необходими за клетъчния растеж и оцеляване. Освен това, той инхибира клетъчните движения, свързани със свързаните с възрастта възпалителни клетки и процеси. Установено е, че възрастни мишки, третирани с циклоастраганол, имат по-малко стареещи клетки и подобрена физическа дисфункция, свързана с възрастта.

Циклоастрагенолът намалява стареещите клетки

Стареенето е известен отличителен белег на стареенето, но изследователите са открили, че елиминирането на стареещите клетки и техните провъзпалителни сигнални молекули може да помогне за предотвратяване на свързани с възрастта заболявания и дори да ги обърне в някои случаи. Тук изследователите третираха човешки клетки с циклоастраганол и установиха, че той ефективно елиминира стареещите клетки, без да засяга нестареещите клетки. В допълнение, клетъчните маркери на стареещите клетки бяха значително намалени след лечение с циклоастраганол.

Предишни изследвания показват, че пътят на PI3K/AKT/mTOR - сигнален път, участващ в растежа и оцеляването на клетките - участва във възпалителни процеси, инициирани от стареещи клетки, спомагайки за насърчаване на стареенето в околните клетки. Изследователите открили, че циклоастрагенолът е помогнал за намаляване на протеините в този път, което предполага, че съединението може да работи, като блокира пътя PI3K/AKT/mTOR, за да помогне за предотвратяване на стареенето. Освен това е доказано, че циклоастрагенолът намалява способността на стареещите клетки да насърчават стареенето чрез освобождаване на възпалителни молекули, растежни фактори и имуномодулатори, в съответствие с предположенията, че намаляването на PI3K, AKT и mTOR сигнализирането може да намали стимулиращите стареенето ефекти сред околните клетки .

Циклоастрагенолът принадлежи към тритерпеновите сапонини и се получава главно от хидролизата на астрагалозид IV. Има сравнително малко молекулно тегло и силна липофилност, което е полезно за проникването на биофилма и стомашно-чревната абсорбция за постигане на по-добра бионаличност. Ефикасността на циклоастрагалинол
1. Лечение на мозъчни увреждания
2. Подобряване на чернодробната фиброза
3. Лечение на остеопороза
4. Ефект против стареене
5. Забавете стареенето на клетките

Защо е необходимо да се синтезира циклоастраганол?

① Циклоастраганолът има различни фармакологични ефекти като инхибиране на апоптозата на мозъчните клетки и невровъзпаление по време на церебрална исхемия и поддържане на кръвно-мозъчната бариера.
② Циклоастрагенолът е единственото терпеноидно съединение с малка молекула с теломеразна активност, открито досега и може да лекува невродегенеративни заболявания.
③ Има ефект на инхибиране на миокардната фиброза и повишаване на антитуморния имунитет. Това е популярна молекула в изследванията и разработването на лекарства против стареене.

Съществуващи проблеми

Съдържанието на циклоастраганол в Astragalus membranaceus е много ниско и е трудно да се получи директно. Съществуващата стратегия за производство на циклоастраганол разчита на екстракция от традиционна китайска медицина, която се получава главно чрез трансформиране на астрагалозид IV в Astragalus membranaceus. Това означава, че астрагалозид IV се получава чрез технология за засаждане на астрагал и тъканна култура и след това астрагалозид IV се превръща в циклоастрагалозид чрез ацидолиза, разграждане на Смит, ензимна и микробна хидролиза. Въпреки това, тези методи за приготвяне са скъпи, лесно причиняват замърсяване на околната среда, трудни за отделяне и пречистване и не са благоприятни за прилагане и промоция. Затова хората са насочили вниманието си към изкуствения синтез на циклоастраганол.

Как да използваме синтетичната биология за синтез? --- Синтетична биология

Синтетичната биология се отнася до целенасоченото проектиране, трансформация и дори създаване на „изкуствен живот“ с неестествени функции под ръководството на инженерни идеи, тоест инженерството на биологията. Най-общо казано, той се произвежда по биологични методи.